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涂料科普:水性增稠剂的种类及性能

2018/5/11 阅读数:
增稠剂有多种多样,目前常用的是纤维素醚及其衍生物类增稠剂、缔合型碱溶胀增稠剂(HASE)和聚氨酯增稠剂(HEUR)。

纤维素醚及其衍生物

羟乙基纤维素(HEC)是1932年由UnionCarbide公司首先实现工业化生产的,至今已有70多年的历史了。

目前,纤维素醚及其衍生物类增稠剂主要有羟乙基纤维素(HEC)、甲基羟乙基纤维素(MHEC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)、甲基纤维素(MC)和黄原胶等,这些都是非离子增稠剂,同时属于非缔合型水相增稠剂。其中在乳胶漆中最常用的是HEC,如Aqualon公司的Natrosol250和UnionCarbide公司的CellusizeQP等。

疏水改性纤维素(HMHEC)是在纤维素亲水骨架上引入少量长链疏水烷基,从而成为缔合型增稠剂,如NatrosolPlusGrade330,331,CellosizeSG-100,BermocollEHM-100。其增稠效果可与分子量大得多的纤维素醚增稠剂品种相当。它提高了ICI粘度和流平性,降低了表面张力,如HEC的表面张力约为67mN/m,HMHEC的表面张力为55-65m

碱溶胀型增稠剂

碱溶胀增稠剂分为两类:非缔合型碱溶胀增稠剂(ASE)和缔合型碱溶胀增稠剂(HASE),它们都是阴离子增稠剂。

非缔合型的ASE是聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液。这类增稠剂如RohmHaas公司的ASE60和Ciba公司的ViscalexHV-30。

缔合型HASE是疏水改性的聚丙烯酸盐碱溶胀型乳液。HASE增稠剂如Nopco公司的SN636,Rohm&Haas公司的TT—935等。但这种增稠剂也有含聚氨酯和不含聚氨酯的两类。

Elements公司开发了不含VOC和APEO的HASE增稠剂,

在配色漆时,当色浆用量约为4%-8%时,加入色浆后涂料的斯托默粘度约下降30KU-40KU,从而造成相同品种不同颜色涂料粘度不一致、流挂和贮存稳定性下降等问题。而专门开发的HASE增稠剂UCARPOLYPHONET-900和T-901却对加入色浆不敏感,因此适用于待配色涂料和基础漆的增稠。

对于醋丙乳胶漆,可单独用UCARPOLYPHONET-900,或以UCARPOLYPHONET-900为主,加少量UCARPOLYPHONET-901。

对于细粒径的纯丙和苯丙乳胶漆,应以UCARPOLYPHONET-901为主,配少量UCARPOLYPHONET-900。

聚氨酯增稠剂和疏水改性非聚氨酯增稠剂

聚氨酯增稠剂简称HEUR,是一种疏水基团改性的乙氧基聚氨酯水溶性聚合物,属于非离子型缔合增稠剂。

HEUR是由疏水基团、亲水链和聚氨酯基团三部分组成。疏水基团起缔合作用,是增稠的决定因素,通常是油基、十八烷基、十二烷苯基、壬酚基等。亲水链能提供化学稳定性和粘度稳定性,常用的是聚醚,如聚氧乙烯及其衍生物。HEUR分子链是通过聚氨酯基团来扩展的,所用聚氨酯基团有IPDI、TDI和HMDI等。

缔合型增稠剂的结构特点是疏水基封端。但有些市售HEUR两端疏水基取代度低于0.9,最好的也只1.7。

应严格控制反应条件,以获得分子量分布窄的和性能稳定的聚氨酯增稠剂。大多数HEUR是通过逐步聚合法合成的,因此市售HEUR一般是宽分子量的混合物。
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